電機(jī)拖動(dòng)與實(shí)驗(yàn)一

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：異步電機(jī)的M-S曲線測(cè)繪小組成員：許世飛 許晨光 楊鵬飛 王凱征一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?.學(xué)習(xí)電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求與安全操作注意事項(xiàng)。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和調(diào)速的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.了解教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)中的直流穩(wěn)壓電源、渦流測(cè)功機(jī)、變阻器、多量程直流電壓表、電流表、毫安表以及各種電動(dòng)機(jī)的使用方法。2.異步電動(dòng)機(jī)的直接啟動(dòng)。3.異步電動(dòng)機(jī)星形三角形換接啟動(dòng)。4.自耦變壓器啟動(dòng)。5.繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入可變電阻器啟動(dòng)。6.繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)自繞組串入可變電阻器調(diào)速。三、主要儀器設(shè)備1.MEL系列電機(jī)系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏（含交流電壓表）；2.指針式交流電流表。3. 電機(jī)

2、導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量（MEL-13、MEL-14）；4.電機(jī)起動(dòng)箱（MEL-09）；5.鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)（M04）。6.繞線式異步電動(dòng)機(jī)(M09)。四、操作方法和數(shù)據(jù)記錄1.由助教學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐講解電機(jī)實(shí)驗(yàn)的基本要求，實(shí)驗(yàn)臺(tái)各面板的布置及使用方法和注意事項(xiàng)。2.三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)。啟動(dòng)前，把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)箱中的“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針調(diào)到底，“轉(zhuǎn)速控制”、“轉(zhuǎn)矩控制”選擇開(kāi)關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，檢查點(diǎn)擊導(dǎo)軌和連接。a調(diào)節(jié)三相交流電源旋鈕逆時(shí)針調(diào)節(jié)到底，合上開(kāi)關(guān)，然后調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使輸出達(dá)到電機(jī)額定電壓220V，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。b斷開(kāi)電源，待電動(dòng)機(jī)完全停止旋轉(zhuǎn)后，接通三相交流電源，使

3、電機(jī)全壓起動(dòng)，觀察電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間電流值。數(shù)據(jù)記錄：平緩啟動(dòng)至額定電壓時(shí)的電流（A）瞬間啟動(dòng)至額定電壓時(shí)的電流（A）0.161.203.星形三角形起動(dòng)按照下圖接線。電壓表、電流表的選擇同前，開(kāi)關(guān)S選用MEL-05。a.啟動(dòng)前，把三相調(diào)壓器退到零位，三刀雙擲開(kāi)關(guān)接星形接法，合上電源開(kāi)關(guān)，逐漸調(diào)節(jié)調(diào)壓器使電壓逐步升高到額定電壓UN=220V，斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，待電源停轉(zhuǎn)。b.待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，合上電源開(kāi)關(guān)，記錄啟動(dòng)瞬間電流，然后把S成三角形接法，點(diǎn)擊進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束。數(shù)據(jù)記錄：星形接法瞬間升壓?jiǎn)?dòng)電流（A）三角形接法正常運(yùn)行電流（A）0.450.054.自耦變壓器降壓起動(dòng)按照下圖接線a

4、.啟動(dòng)前，把調(diào)壓器退到零位，合上電源開(kāi)關(guān)，使輸出電壓達(dá)110V，斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，待電機(jī)停轉(zhuǎn)。b.待電機(jī)完全停轉(zhuǎn)后，再合上電源開(kāi)關(guān)，使電機(jī)就自耦變壓器，降壓起動(dòng)，觀察電流表的瞬間讀數(shù)值，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電機(jī)達(dá)電機(jī)額定電壓UN=220V，結(jié)束。自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)瞬間電流（A）正常工作電流（A）0.630.095.繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)繞組串入可變電阻啟動(dòng)。電路采用星形接法，轉(zhuǎn)子串入的電阻由刷形開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電阻采用五檔啟動(dòng)電阻，MEL-13中的“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”開(kāi)關(guān)扳向“轉(zhuǎn)速控制”，“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器旋鈕順時(shí)針調(diào)節(jié)到底。a.啟動(dòng)電源前，把調(diào)壓器退至零位，啟動(dòng)電阻調(diào)節(jié)為0.b.合

5、上交流電源，調(diào)節(jié)交流電源使電機(jī)啟動(dòng)，注意電機(jī)轉(zhuǎn)向是否符合要求。c.在定子電壓為180V時(shí)，逆時(shí)針調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器到底，繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢（只有幾十轉(zhuǎn)），讀取此時(shí)的轉(zhuǎn)矩值IST和TST。d.用刷形開(kāi)關(guān)切換啟動(dòng)電阻，分別讀出啟動(dòng)電阻為、的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST和啟動(dòng)電流ISTRST02515TST（）1.451.561.431.00IST（A）0.950.850.650.506.繞線式異步電動(dòng)機(jī)繞組串入可變電阻器調(diào)速實(shí)驗(yàn)連線同前。MEL-13中“轉(zhuǎn)矩控制”和“轉(zhuǎn)速控制”選擇開(kāi)關(guān)扳向“轉(zhuǎn)矩控制”，“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器逆時(shí)針調(diào)節(jié)到底，“轉(zhuǎn)速設(shè)定”電位器順時(shí)針調(diào)節(jié)到底。MEL-09“繞線電機(jī)啟動(dòng)電阻”調(diào)節(jié)到

6、零。a.合上電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器輸出電壓至UN=220V，使電機(jī)空載啟動(dòng)。b.調(diào)節(jié)“轉(zhuǎn)矩設(shè)定”電位器調(diào)節(jié)旋鈕，使電動(dòng)機(jī)輸出功率接近額定功率并保持輸出轉(zhuǎn)矩T2不變，改變轉(zhuǎn)子附加電阻，分別測(cè)出對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，記錄下來(lái)。數(shù)據(jù)記錄：U=220V，T2=0.67RST02515n（r/min）138513141212736六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1.比較異步電動(dòng)機(jī)不同啟動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：直接啟動(dòng)方法：優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩相對(duì)較大。缺點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)電流大，容易導(dǎo)致過(guò)熱。星形-三角形換接降壓起動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)：降低了啟動(dòng)電流。缺點(diǎn)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，只適用于空載。自耦變壓器減壓起動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)：減少了啟動(dòng)的電流。缺點(diǎn)：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)減小。串電阻啟動(dòng)

7、：優(yōu)點(diǎn)：可以減小啟動(dòng)電流，在串入一定阻值時(shí)可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。缺點(diǎn)：需要的啟動(dòng)設(shè)備較多，能量損耗較多。2.由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求下述三種情況下的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：答：(1)外施額定電壓UN（直接法啟動(dòng)）由實(shí)驗(yàn)可得，實(shí)驗(yàn)中未記錄 值，故無(wú)法求得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。(2)外施電壓為。（星形-三角形啟動(dòng)）由實(shí)驗(yàn)可得，實(shí)驗(yàn)中未記錄 值，故無(wú)法求得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。(3)外施電壓為，式中為啟動(dòng)用自耦變壓器的變比。（自耦變壓器啟動(dòng)）由實(shí)驗(yàn)可得，實(shí)驗(yàn)中未記錄 值，故無(wú)法求得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。3.繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對(duì)啟動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的影響。答：通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，串入電阻阻值越大，啟動(dòng)電流越小；串入電阻阻值升高時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩先升

8、高后減小，故在串入某個(gè)阻值時(shí)，存在一個(gè)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的最大值。4.繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串入電阻對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。答：串入的電阻阻值越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越小。思考題1.啟動(dòng)電流和外施電壓成正比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和外施電壓的平方成正比在什么情況下才能成立？答：當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)瞬間，轉(zhuǎn)差率為1，電網(wǎng)頻率恒定，同時(shí)三相交流異步電動(dòng)機(jī)的阻抗參數(shù)都為常數(shù)時(shí)，啟動(dòng)電流和外施電壓成正比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和外施電壓的平方成正比成立。2.啟動(dòng)時(shí)的實(shí)際情況和上述假定是否相符，不相符的原因是什么？答: 啟動(dòng)時(shí)的實(shí)際情況和上述假定不相符。主要原因是電機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流是急速上升到啟動(dòng)電流，并不是理論上的躍變，這會(huì)使轉(zhuǎn)差率S有變化；電流的積膚效應(yīng)等作用是的轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻、感抗都會(huì)有一些變化，這使得啟動(dòng)實(shí)際情況與上述假定不相符。七、討論與心得這是我們第一次的電機(jī)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)際體驗(yàn)與操作兩種三相異步交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)